KR20040098041A - X-ray tube adjustment apparatus, x-ray tube adjustment system, and x-ray tube adjustment method - Google Patents
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Abstract
X선관 조정 장치(7)의 격납부(72)에는 초기 화상(최적의 초점 직경으로 조정된 때에 촬상된 슬릿판(5)의 화상)이 격납되어 있다. 취득부(74)는 테스트 화상(초점 직경의 조정 시에 촬상된 슬릿판(5)의 화상)을 취득한다. 제시부(76)는 초기 화상과 초기 화상의 휘도를 나타내는 화상(초기 화상에 있어서 슬릿부(764a)와 잔여 영역부(766a)와의 콘트라스트 Δa 가 표시됨) 및 테스트 화상과 테스트 화상의 휘도를 나타내는 화상(테스트 화상에 있어서 슬릿부(764b)와 잔여 영역부(766b)와의 콘트라스트 Δb 가 표시됨)을 동시에(비교 가능한 상태로) 제시한다.An initial image (an image of the slit plate 5 photographed when adjusted to an optimal focal diameter) is stored in the storing portion 72 of the X-ray tube adjusting device 7. The acquisition part 74 acquires a test image (image of the slit board 5 image | photographed at the time of adjustment of a focal diameter). The presentation unit 76 includes an image representing the luminance of the initial image and the initial image (contrast? A between the slit portion 764a and the remaining area portion 766a is displayed in the initial image) and an image representing the luminance of the test image and the test image ( In the test image, the contrast Δb between the slit portion 764b and the remaining region portion 766b is displayed simultaneously (in a comparable state).
Description
X선 검사 장치를 이용하여 비파괴 검사를 할 때, X선 발생원인 X선관에 있어서 전자 빔이 타겟에 충돌할 때의 초점이 적절한 레벨로 잡혀있지 않으면, 촬상면에 반그림자가 생겨서 화상이 흐려지게 된다. X선관(개방관)에 있어 당초는 초점이 적절한 레벨로 잡히도록 집속 렌즈가 조정되어 있어도, 필라멘트 또는 타겟이 교환될 때에 필라멘트 또는 타겟의 위치가 빗나가서 초점이 넓어지는 경우가 있다. 또한, X선관의 타겟에 인가되는 관전압을 변경하는 경우에도, 초점이 최적 초점보다도 넓게 되는 경우가 있다. 이와 같은 경우의 대안으로서, 종래에는, 보수원이 X선 검사 장치의 모니터에 나타나는 화상이 절대적으로 선명해지도록 집속 렌즈를 조정하였다.In the non-destructive inspection using the X-ray inspection apparatus, if the focal point when the electron beam hits the target in the X-ray tube, which is the X-ray generation source, is not set to an appropriate level, anti-shadows appear on the imaging surface and the image is blurred. In the X-ray tube (opening tube), even if the focusing lens is initially adjusted so that the focus is at an appropriate level, the position of the filament or the target may deviate when the filament or the target is replaced, thereby increasing the focus. Further, even when the tube voltage applied to the target of the X-ray tube is changed, the focus may be wider than the optimum focus. As an alternative to such a case, conventionally, the maintenance staff adjusted the focusing lens so that the image displayed on the monitor of an X-ray inspection apparatus may become absolutely clear.
그러나, 종래의 X선관의 조정 방법(집속 렌즈의 조정 방법)에는, 집속 렌즈를 최적으로 조정하는 것이 곤란하다는 문제점이 있다.However, the conventional X-ray tube adjusting method (adjusting focusing lens) has a problem that it is difficult to optimally adjust the focusing lens.
본 발명은 X선관 조정 장치, X선관 조정 시스템 및 X선관 조정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an X-ray tube adjusting apparatus, an X-ray tube adjusting system, and an X-ray tube adjusting method.
도 1 은 X선관(1)의 구조를 나타내는 모식도(단면도).1: is a schematic diagram (sectional drawing) which shows the structure of the X-ray tube 1.
도 2 는 제 1 실시형태의 X선관 조정 시스템을 설명하는 도면.2 is a view for explaining an X-ray tube adjusting system according to the first embodiment.
도 3 은 슬릿판(5)의 측면 및 정면을 나타내는 도면.3 shows the side and the front of the slit plate 5.
도 4a 는 제시부(76)에 의하여 제시된 초기 화상 및 초기 화상의 휘도를 나타내는 화상을 나타내는 도면.4A is a diagram showing an initial image presented by the presentation unit 76 and an image representing the luminance of the initial image.
도 4b 는 제시부(76)에 의하여 제시된 테스트 화상 및 테스트 화상의 휘도를 나타내는 화상을 나타내는 도면.4B is a diagram illustrating a test image presented by the presentation unit 76 and an image representing the luminance of the test image.
도 5 는 X선관(1)의 필라멘트를 교환하고 나서 초점 직경을 최소화시키기까지의 처리 순서를 나타내는 순서도.5 is a flowchart showing a processing procedure from exchanging filaments of the X-ray tube 1 to minimizing the focal diameter.
도 6 은 제 2 실시형태의 X선관 조정 시스템을 설명하는 도면.FIG. 6 is a diagram for explaining an X-ray tube adjusting system according to a second embodiment. FIG.
본 발명은, 상기 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 집속 렌즈를 최적으로 조정하는 것을 용이하게 한 X선관 조정 장치, X선관 조정 시스템 및 X선관 조정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.This invention is made | formed in order to solve the said problem, and an object of this invention is to provide the X-ray tube adjustment apparatus, X-ray tube adjustment system, and X-ray tube adjustment method which made it easy to adjust a focusing lens optimally.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 X선관 조정 장치는, X선관을 원격 조정하는 X선관 조정 장치에 있어서, 상기 X선관과 촬상 장치를 포함하는 X선 검사 장치에 의해 상기 X선관의 타겟에서의 전자 빔의 초점 직경이 소정값으로 되도록 조정된 상태에서 촬상된 일정한 패턴이 새겨진 피촬상체의 초기 화상을 미리 격납하는 격납 수단; 상기 X선 검사 장치에 의해 상기 초점 직경의 조정 시에 촬상된 상기 피촬상체의 테스트 화상을 통신 회선을 통해 취득하는 취득 수단; 및 상기 격납 수단에 격납된 상기 초기 화상과 상기 취득 수단에 의해 취득된 상기 테스트 화상을 비교 가능한 상태로 제시하는 제시 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the X-ray tube adjusting apparatus of the present invention is an X-ray tube adjusting apparatus for remotely controlling an X-ray tube, wherein the X-ray tube adjusting apparatus includes an X-ray tube and an imaging device at the target of the X-ray tube. Storing means for preliminarily storing an initial image of a photographed subject inscribed with a predetermined pattern photographed in a state in which the focal diameter of the electron beam is adjusted to a predetermined value; Acquisition means for acquiring, via a communication line, a test image of the object to be photographed at the time of adjusting the focal diameter by the X-ray inspection apparatus; And presentation means for presenting the initial image stored in the storage means and the test image acquired by the acquisition means in a comparable state.
본 발명의 X선관 조정 장치에 있어서는, 격납 수단에 격납된 초기 화상(X선관의 타겟에서의 전자 빔의 초점 직경이 소정값으로 조정된 상태에서 촬상된 피촬상체의 화상) 및 취득 수단에 의하여 통신 회선을 통해 취득된 테스트 화상(초점 직경의 조정 시에 촬상된 피촬상체의 화상)이 제시 수단에 의하여 비교 가능한 상태로 제시된다. 따라서, 제시 수단에 의하여 제시된 양자의 화상에 있어서 패턴 부분과 그 주변부와의 콘트라스트(Contrast)의 차이로부터, 초점 직경의 조정 시(테스트 화상이 촬상될 때)의 초점이 상기 조정된 상태에서의 초점에 비해 어느 정도 넓어져 있는지를 알 수 있고, 나아가서는 초점 직경을 상기 소정값으로 하기 위한집속 렌즈의 조정치를 알 수 있다. 그 결과, 집속 렌즈를 최적으로 조정하는 것이 용이해진다.In the X-ray tube adjusting apparatus of the present invention, communication is performed by an initial image stored in a storing means (an image of a photographed object photographed while the focal diameter of the electron beam at the target of the X-ray tube is adjusted to a predetermined value) and the obtaining means. A test image (an image of a photographed object photographed at the time of adjusting the focal diameter) acquired through the line is presented in a comparable state by the presentation means. Therefore, from the difference in contrast between the pattern portion and its peripheral portion in both images presented by the presentation means, the focus at the time of adjusting the focal diameter (when the test image is imaged) is the focus in the adjusted state. It can be seen how wide it is compared with that, and further, the adjustment value of the focusing lens for making the focal diameter the predetermined value can be known. As a result, it becomes easy to adjust the focusing lens optimally.
본 발명의 X선관 조정 장치는, X선관에서의 전자 빔의 빔 지름을 조정하는 집속 렌즈를, 통신 회선을 통해 조작하는 조작 수단을 구비하는 것이 바람직하다.It is preferable that the X-ray tube adjustment apparatus of this invention is provided with the operation means which operates the focusing lens which adjusts the beam diameter of the electron beam in an X-ray tube via a communication line.
통신 회선을 통해 집속 렌즈를 조작하는 조작 수단을 구비하기 때문에, 보수원이 X선관의 설치 장소로 가지 않아도, 원격 조작에 의하여 집속 렌즈를 조작하는 것이 가능해진다.Since the operation means for operating the focusing lens via the communication line is provided, it becomes possible to operate the focusing lens by remote operation even if the maintenance worker does not go to the installation place of the X-ray tube.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 X선관 조정 시스템은, X선관을 원격 조정하는 X선관 조정 시스템에 있어서, 상기 X선관과 촬상 장치를 포함하는 X선 검사 장치; 및 상기 X선 검사 장치에 의해 상기 X선관의 타겟에서의 전자 빔의 초점 직경이 소정값으로 되도록 조정된 상태에서 촬상된 일정한 패턴이 새겨진 피촬상체의 초기 화상을 미리 격납하는 격납 수단, 상기 X선 검사 장치에 의해 상기 초점 직경의 조정 시에 촬상된 상기 피촬상체의 테스트 화상을 통신 회선을 통해 취득하는 취득 수단, 및 상기 격납 수단에 격납된 상기 초기 화상과 상기 취득 수단에 의해 취득된 상기 테스트 화상을 비교 가능한 상태로 제시하는 제시 수단을 포함하는 X선관 조정 장치를 구비하고, 상기 X선 검사 장치와 상기 X선관 조정 장치는 통신 회선을 통해 접속되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the X-ray tube adjusting system of the present invention, the X-ray tube adjusting system for remotely controlling the X-ray tube, X-ray inspection apparatus including the X-ray tube and the imaging device; And storage means for storing, in advance, an initial image of a photographic subject inscribed with a predetermined pattern photographed in a state in which the focal diameter of the electron beam at the target of the X-ray tube is adjusted to a predetermined value by the X-ray inspection apparatus. Acquisition means for acquiring the test image of the to-be-photographed object picked up by the inspection apparatus at the time of adjusting the focal diameter via a communication line, and the initial image stored in the storage means and the test image acquired by the acquisition means. And an X-ray tube adjusting apparatus including a presenting means for presenting in a comparable state, wherein the X-ray inspecting apparatus and the X-ray tube adjusting apparatus are connected through a communication line.
본 발명의 X선관 조정 시스템에 있어서는, 격납 수단에 격납된 초기 화상(X선관의 타겟에서의 전자 빔의 초점 직경이 소정값으로 조정된 상태에서 촬상된 피촬상체의 화상) 및 취득 수단에 의하여 통신 회선을 통해 취득된 테스트 화상(초점직경의 조정 시에 촬상된 피촬상체의 화상)이 제시 수단에 의하여 비교 가능한 상태로 제시된다. 따라서, 제시 수단에 의하여 제시된 양자의 화상에 있어서 패턴 부분과 그 주변부와의 콘트라스트의 차이로부터, 초점 직경의 조정 시(테스트 화상이 촬상될 때)의 초점이 상기 조정된 상태에서의 초점에 비해 어느 정도 넓어져 있는지를 알 수 있고, 나아가서는 초점 직경을 상기 소정값으로 하기 위한 집속 렌즈의 조정치를 알 수 있다. 그 결과, 집속 렌즈를 최적으로 조정하는 것이 용이해진다.In the X-ray tube adjusting system of the present invention, communication is performed by an initial image stored in a storing means (an image of a photographed object photographed while the focal diameter of the electron beam at the target of the X-ray tube is adjusted to a predetermined value) and the obtaining means. A test image (an image of a photographed object photographed at the time of adjusting the focal diameter) acquired through the line is presented in a comparable state by the presentation means. Therefore, from the difference in contrast between the pattern portion and its peripheral portion in both images presented by the presentation means, the focus at the time of adjusting the focal diameter (when the test image is imaged) is compared with the focus in the adjusted state. It can be seen that the degree is widened, and further, the adjustment value of the focusing lens for setting the focal diameter to the predetermined value can be known. As a result, it becomes easy to adjust the focusing lens optimally.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 X선관 조정 방법은, X선관을 원격 조정하는 X선관 조정 방법에 있어서, 상기 X선관과 촬상 장치를 구비하는 X선 검사 장치에 의해 상기 X선관의 타겟에서의 전자 빔의 초점 직경이 소정값으로 되도록 조정된 상태에서 촬상된 일정한 패턴이 새겨진 피촬상체의 초기 화상을 미리 격납 수단에 격납해 두고, 취득 수단이 상기 X선 검사 장치에 의해 상기 초점 직경의 조정 시에 촬상된 상기 피촬상체의 테스트 화상을 통신 회선을 통해 취득하는 취득 스텝; 및 제시 수단이 상기 격납 수단에 격납된 상기 초기 화상과 상기 취득 수단에 의해 취득된 상기 테스트 화상을 비교 가능한 상태로 제시하는 제시 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the X-ray tube adjusting method of the present invention, in the X-ray tube adjusting method for remotely controlling the X-ray tube, the X-ray tube and the X-ray inspection apparatus provided with the imaging device at the target of the X-ray tube The initial image of the photographed object engraved with the predetermined pattern photographed in the state in which the focal diameter of the electron beam is adjusted to a predetermined value is stored in advance in the storage means, and the acquisition means adjusts the focal diameter by the X-ray inspection apparatus. An acquisition step of acquiring a test image of the object to be photographed at the time via a communication line; And a presentation step of the presentation means presenting the initial image stored in the storage means and the test image acquired by the acquisition means in a comparable state.
또한, 본 발명의 X선관 조정 방법의 다른 측면은, X선관과 촬상 장치를 구비하는 X선 검사 장치에 의해 상기 X선관의 타겟에서의 전자 빔의 초점 직경이 원하는 상태로 되도록 조정된 상태에서 촬상된 일정한 패턴이 새겨진 피촬상체의 초기 화상을 상기 X선관의 식별 정보와 연관지어 격납 수단에 격납해 두고, 상기 X선관의 부품을 교환할 때에 상기 X선 검사 장치에 의해 상기 피촬상체의 테스트 화상을촬상하는 촬상 스텝; 및 상기 X선관의 식별 정보와 연관지어 초기 화상을 상기 격납 수단으로부터 취출하여, 상기 테스트 화상과 비교 가능한 상태로 제시하는 제시 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, another aspect of the X-ray tube adjusting method of the present invention is the imaging by the X-ray inspection apparatus provided with the X-ray tube and the imaging device is adjusted so that the focal diameter of the electron beam at the target of the X-ray tube is in a desired state The initial image of the object to be engraved with the predetermined pattern is stored in the storage means in association with the identification information of the X-ray tube, and the test image of the object to be photographed by the X-ray inspection apparatus when the parts of the X-ray tube are replaced. An imaging step of imaging; And a presentation step of extracting an initial image from the storage means in association with the identification information of the X-ray tube and presenting it in a state comparable to the test image.
본 발명의 X선관 조정 방법에 있어서는, 격납 수단에 격납된 초기 화상(X선관의 타겟에서의 전자 빔의 초점 직경이 소정값으로 조정된 상태에서 촬상된 피촬상체의 화상) 및 테스트 화상(초점 직경의 조정 시에 촬상된 피촬상체의 화상)이 제시 스텝에서 비교 가능한 상태로 제시된다. 따라서, 제시 스텝에서 제시된 양자의 화상에 있어서 패턴 부분과 그 주변부와의 콘트라스트의 차이로부터, 초점 직경의 조정 시(테스트 화상이 촬상될 때)의 초점이 상기 조정된 상태에서의 초점에 비해 어느 정도 넓어져 있는지를 알 수 있고, 나아가서는 초점 직경을 상기 소정값으로 하기 위한 집속 렌즈의 조정치를 알 수 있다. 그 결과, 집속 렌즈를 최적으로 조정하는 것이 용이해진다.In the X-ray tube adjusting method of the present invention, an initial image (an image of a photographed object photographed in a state in which the focal diameter of the electron beam in the target of the X-ray tube is adjusted to a predetermined value) and a test image (focal diameter) Image of the to-be-photographed object imaged at the time of adjustment of? Is presented in a comparable state at the presentation step. Therefore, from the difference in contrast between the pattern portion and its peripheral portion in both images presented in the presentation step, the focus at the time of adjusting the focal diameter (when the test image is imaged) is somewhat compared with the focus in the adjusted state. It is possible to know whether it is wider, and further, the adjustment value of the focusing lens for setting the focal diameter to the predetermined value can be known. As a result, it becomes easy to adjust the focusing lens optimally.
본 발명의 X선관 조정 방법은, 조작 수단이 X선관에 있어서의 전자 빔의 빔 지름을 조정하는 집속 렌즈를 통신 회선을 통해 조작하는 조작 스텝을 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable that the X-ray tube adjustment method of this invention includes the operation step which an operation means operates the focusing lens which adjusts the beam diameter of the electron beam in an X-ray tube via a communication line.
통신 회선을 통해 집속 렌즈를 조작하는 조작 스텝을 포함하기 때문에, 보수원이 X선관의 설치 장소로 가지 않아도, 원격 조작에 의하여 집속 렌즈를 조작하는 것이 가능해진다.Since the operation step of operating the focusing lens via a communication line is included, it is possible to operate the focusing lens by remote operation even if the maintenance worker does not go to the installation place of the X-ray tube.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 X선관 조정 장치, X선관 조정 시스템 및 X선관 조정 방법의 바람직한 실시형태에 관해 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, with reference to an accompanying drawing, preferable embodiment of the X-ray tube adjustment apparatus, X-ray tube adjustment system, and X-ray tube adjustment method of this invention is described in detail.
제 1 실시형태1st Embodiment
먼저, 본 실시형태의 X선관 조정 시스템에 의하여 조정되는 X선관(1)의 구조 및 동작을 설명한다. 도 1 은 X선관(1)의 구조를 나타내는 모식도(단면도)이다. 도 1 에 나타낸 바와 같이, X선관(1)은 금속제 외위기(外圍器: 11), 스템(Stem: 12) 및 베릴륨창(13)으로 구성된 외곽에 의하여 밀폐된다. X선관(1)은 진공 펌프(14)를 구비하며, X선관(1)을 작동시키는데 앞서 진공 펌프(14)에 의하여 외곽 내부의 기체가 배기된다.First, the structure and operation | movement of the X-ray tube 1 adjusted by the X-ray tube adjustment system of this embodiment are demonstrated. 1: is a schematic diagram (sectional drawing) which shows the structure of the X-ray tube 1. As shown in FIG. 1, the X-ray tube 1 is sealed by the outer structure which consists of the metal enclosure 11, the stem 12, and the beryllium window 13. As shown in FIG. The X-ray tube 1 is provided with a vacuum pump 14, and the gas inside the periphery is evacuated by the vacuum pump 14 before operating the X-ray tube 1.
X선관(1)은, 외곽의 내부에, 통전 시 열전자를 방출하는 필라멘트(110), 열전자를 필라멘트측으로 되돌아오게 하는 제 1 그리드 전극(120), 열전자를 타겟측으로 인장(引張)하는 제 2 그리드 전극(130), 전자 빔의 빔 축의 위치를 조정하는 얼라인먼트 코일부(140), 전자 빔의 빔 지름을 조정하는 포커스 코일부(집속 렌즈: 145) 및 열전자의 충돌 시 X 선을 발생시키는 텅스텐제 타겟(150)을 구비한다. 필라멘트(110)로부터 타겟(l50)을 향해 제 1 그리드 전극(120), 제 2 그리드 전극(130), 얼라인먼트 코일부(140), 포커스 코일부(145)의 순서로 배치되고, 제 1 그리드 전극(120) 및 제 2 그리드 전극(130)은 각각 중심에 열전자를 통과시키기 위한 개구부(120a) 및 개구부(130a)를 구비한다.The X-ray tube 1 has a filament 110 for emitting hot electrons when energized, a first grid electrode 120 for returning hot electrons to the filament side, and a second grid for pulling hot electrons to the target side inside the outer periphery. The electrode 130, the alignment coil portion 140 for adjusting the position of the beam axis of the electron beam, the focus coil portion (focusing lens: 145) for adjusting the beam diameter of the electron beam, and tungsten for generating X-rays during collision of hot electrons It has a target 150. The first grid electrode 120, the second grid electrode 130, the alignment coil unit 140, and the focus coil unit 145 are disposed in the order from the filament 110 toward the target l50. Each of the 120 and second grid electrodes 130 has an opening 120a and an opening 130a for passing hot electrons in the center thereof.
X선관(1)은 타겟(150)에 정(Positive)의 고전압을 인가하기 위한 고전압 발생 회로를 포함하는 전원(15)을 구비한다.The X-ray tube 1 includes a power source 15 including a high voltage generation circuit for applying a positive high voltage to the target 150.
X선관(1)은 X선관(1)과 제어 케이블(16)로 접속된 X선관 제어기(2)에 의하여 제어된다.The X-ray tube 1 is controlled by the X-ray tube controller 2 connected with the X-ray tube 1 and the control cable 16.
필라멘트(110)는 소정 전압이 인가되어 통전될 때 열전자를 방출한다. 제 1 그리드 전극(120)에 인가되는 전압이 컷오프(Cutoff) 전압으로부터 동작 전압에 이르면, 필라멘트(110)로부터 방출된 열전자는 필라멘트(110)보다 높은 전위의 제 2 그리드 전극(130)에 끌려감으로써 제 1 그리드 전극(120)의 개구부(120a)를 통과한다. 또한, 열전자는, 타겟(150)에 인가된 관전압에 의해 가속되면서 제 2 그리드 전극(130)의 개구부(130a)를 통과하여, 정의 고전압이 인가되는 타겟(150)을 향한 전자 빔으로 된다.The filament 110 emits hot electrons when a predetermined voltage is applied and energized. When the voltage applied to the first grid electrode 120 reaches the operating voltage from the cutoff voltage, hot electrons emitted from the filament 110 are attracted to the second grid electrode 130 at a higher potential than the filament 110. Pass through the opening 120a of the first grid electrode 120. In addition, the hot electrons are accelerated by the tube voltage applied to the target 150 and pass through the opening 130a of the second grid electrode 130 to form an electron beam toward the target 150 to which a positive high voltage is applied.
전자 빔은, 얼라인먼트 코일부(140)에 의하여 전자 빔의 진행 방향에 수직방향으로 형성된 자장을 통과할 때, 전자 편향에 의하여 X선관(1)의 중심을 통과하도록 빔 축의 위치가 조정된다. 또한, 전자 빔은, 포커스 코일부(145)에 의하여 빔 지름이 수축된다. 포커스 코일부(145)에 의하여 집속된 전자 빔이 타겟(150)에 충돌하면, 타겟(150)은 X선을 발생시킨다. X선은 베릴륨창(13)을 통과하고, X선관(1)의 외부로 출사한다. 타겟(150)이 발생시키는 X선의 강도는 관전압의 높이 및 관전류의 크기에 의해 결정된다. 또, 전자 빔이 타겟(150)에 충돌할 때의 초점 직경은 포커스 코일부(145)의 자장 강도(즉, 포커스 코일부(145)에 흐르는 전류의 크기)와 관전압의 높이에 따라 변화한다.When the electron beam passes through the magnetic field formed by the alignment coil unit 140 in the direction perpendicular to the traveling direction of the electron beam, the position of the beam axis is adjusted so as to pass through the center of the X-ray tube 1 by electron deflection. In addition, the beam diameter of the electron beam is contracted by the focus coil unit 145. When the electron beam focused by the focus coil unit 145 strikes the target 150, the target 150 generates X-rays. The X-rays pass through the beryllium window 13 and exit to the outside of the X-ray tube 1. The intensity of X-rays generated by the target 150 is determined by the height of the tube voltage and the magnitude of the tube current. In addition, the focal diameter when the electron beam collides with the target 150 changes depending on the magnetic field strength of the focus coil portion 145 (that is, the magnitude of the current flowing through the focus coil portion 145) and the height of the tube voltage.
다음으로, 본 실시형태의 X선관 조정 시스템의 기능적 구성을 설명한다. 도 2 는 제 1 실시형태의 X선관 조정 시스템을 설명하는 도면이다. 도 2 에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 X선관 조정 시스템은 X선관(1), X선관 컨트롤러(2) 및 촬상 장치(3)에 의하여 구성된 X선 검사 장치(4) 및 X선관 조정 장치(7)를 구비한다. X선 검사 장치(4)는 사용자 쪽에, X선관 조정 장치(7)는 X선관의 보수 관리 업자 쪽에 설치되고, 양자는 인터넷 등의 통신 회선을 통해 접속되어 있다.Next, the functional structure of the X-ray tube adjustment system of this embodiment is demonstrated. It is a figure explaining the X-ray tube adjustment system of 1st Embodiment. As shown in FIG. 2, the X-ray tube adjusting system of the present embodiment includes an X-ray inspection apparatus 4 and an X-ray tube adjusting apparatus configured by the X-ray tube 1, the X-ray tube controller 2, and the imaging device 3. 7). The X-ray inspection apparatus 4 is provided on the user side, and the X-ray tube adjusting device 7 is provided on the maintenance management side of the X-ray tube, and both are connected via a communication line such as the Internet.
촬상 장치(3)는 촬상면(32)을 구비하며, X선관(1)이 발하는 X선이 조사될 때 촬상면(32) 위에 나타나는 피촬상체의 영상을 촬상한다. 촬상 장치(3)는 케이블(36)에 의하여 X선관 제어기(2)에 접속된다.The imaging device 3 is provided with an imaging surface 32, and picks up an image of a subject to appear on the imaging surface 32 when X-rays emitted by the X-ray tube 1 are irradiated. The imaging device 3 is connected to the X-ray tube controller 2 by a cable 36.
X선관 제어기(2)는 제어부(22) 및 통신부(24)를 구비한다. 제어부(22)는 주전원 스위치, X선 조사 스위치, 관전압 조정부, 관전류 조정부 등을 구비하며, X선관(1)에 있어서 필라멘트의 통전, 제 1 그리드 전극에 인가되는 전압(컷오프 전압,동작 전압)의 전환, 관전압 및 관전류의 조정 등을 제어하는 기능을 갖는다. 통신부(24)는 촬상 장치(3)에 의하여 촬상된 피촬상체의 화상을 X선관 조정 장치(7)의 취득부(74)로 송신하고, X선관 조정 장치(7)의 조작부(78)로부터의 제어 명령을 수신하여 제어부(22)에 전달하는 기능을 갖는다.The X-ray tube controller 2 includes a control unit 22 and a communication unit 24. The control unit 22 includes a main power switch, an X-ray irradiation switch, a tube voltage adjusting unit, a tube current adjusting unit, and the like. It has a function to control switching, adjustment of tube voltage and tube current, and the like. The communication part 24 transmits the image of the to-be-photographed object image | photographed by the imaging device 3 to the acquisition part 74 of the X-ray-tube adjustment apparatus 7, and receives it from the operation part 78 of the X-ray-tube adjustment apparatus 7. It has a function of receiving a control command and transmitting it to the control unit 22.
본 실시형태에서는, 피촬상체로서 슬릿판(5)이 X선 검사 장치(4)에 세팅된다. 도 3 은 슬릿판(5)의 측면 및 정면을 나타내는 도면이다. 슬릿판(5)은 X선을 투과시키기 어려운 재질로 구성되고, 중앙부에 3 개의 슬릿(패턴: 54)이 새겨져 있으며, 슬릿(54) 사이에는 잔여 영역(56)이 형성되어 있다.In this embodiment, the slit board 5 is set to the X-ray inspection apparatus 4 as a to-be-photographed body. 3 is a view showing the side and the front of the slit plate 5. The slit plate 5 is made of a material that is difficult to transmit X-rays, and three slits (patterns 54) are engraved in the center portion, and a remaining region 56 is formed between the slits 54.
X선관 조정 장치(7)는 격납부(72), 취득부(74), 제시부(76) 및 조작부(78)를 구비한다. 격납부(72)에는, 출하 시 상태의 X선관(1)(출하 시에는, 초점 직경이 초기 관전압의 아래에서 최적치로 되도록 포커스 코일부(145)의 전류치가 설정되어 있음)을 X선 발생원으로 하는 X선 검사 장치(4)에 의하여 촬상된 슬릿판(5)의 화상(초기 화상)이 격납되어 있다. 취득부(74)는 X선관 제어기(2)의 통신부(24)에 의하여 송신된 피촬상체의 영상, X선관(1)의 관전류치 등의 정보를 취득하는 기능을 갖는다. 제시부(76)는 초기 화상과 초기 화상의 휘도를 나타내는 화상 및 테스트 화상과 테스트 화상의 휘도를 나타내는 화상(상세한 것은 후술함)을 동시에(비교 가능한 상태로) 제시하는 기능을 갖는다. 조작부(78)는 통신 회선을 통해 X선관(1)의 얼라인먼트 코일부(140) 및 포커스 코일부(145)의 전류치를 조정하는 기능을 갖는다.The X-ray tube adjusting device 7 includes a storage unit 72, an acquisition unit 74, a presentation unit 76, and an operation unit 78. In the storage unit 72, the X-ray tube 1 in a factory state (when shipped, the current value of the focus coil unit 145 is set so that the focal diameter becomes optimal under the initial tube voltage) as the X-ray generation source. An image (initial image) of the slit plate 5 captured by the X-ray inspection apparatus 4 described above is stored. The acquisition unit 74 has a function of acquiring information such as an image of a subject to be transmitted by the communication unit 24 of the X-ray tube controller 2, a tube current value of the X-ray tube 1, and the like. The presentation unit 76 has a function of simultaneously presenting (in a comparable state) an image representing the initial image and the luminance of the initial image, and an image representing the luminance of the test image and the test image (described in detail later). The operation unit 78 has a function of adjusting current values of the alignment coil unit 140 and the focus coil unit 145 of the X-ray tube 1 through a communication line.
도 5 는 X선관(1)의 필라멘트를 교환하고 나서 초점 직경을 최소화시키기까지의 처리 순서를 나타내는 순서도이다. 도 5 를 참조하여, X선관(1)의 필라멘트를 교환하고 나서 초점 직경을 최소화시키기까지의 처리 순서를 설명한다. 먼저, 사용자가 캐소드를 교환한다(S501). 사용자는, 캐소드의 교환 후 최초로 X선관(1)을 사용할 때, 진공 펌프(14)로 X선관(1)을 배기하고(S503), X선관(1)을 워밍업한다(S505).FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure from exchanging filaments of the X-ray tube 1 to minimizing the focal diameter. With reference to FIG. 5, the process sequence from replacing the filament of the X-ray tube 1 to minimizing a focal diameter is demonstrated. First, the user exchanges the cathode (S501). When the user uses the X-ray tube 1 for the first time after the exchange of the cathode, the user exhausts the X-ray tube 1 with the vacuum pump 14 (S503), and warms up the X-ray tube 1 (S505).
X선관(1)의 필라멘트(110) 또는 타겟(150)을 교환하면, 교환된 필라멘트(110)나 타겟(150)의 위치가 빗나감으로 인해 전자 빔의 빔 축이 빗나가고, 그 결과 관전류가 작아지게 되는 경우가 있다. X선관 조정 장치(7)는 X선관(1)의 관전류를 최대화시키도록 얼라인먼트 코일부(140)의 전류치를 증감시켜 전자 빔의 빔 축의 위치를 자동 조정한다. 보수원은 촬상 장치(3)가 검출한 X선의 강도로부터 전자 빔의 빔 축의 정렬이 적절하게 이루어진 것을 확인한다(S507).When the filament 110 or the target 150 of the X-ray tube 1 is replaced, the position of the exchanged filament 110 or the target 150 is missed, causing the beam axis of the electron beam to deviate, resulting in a small tube current. You may lose. The X-ray tube adjusting device 7 automatically adjusts the position of the beam axis of the electron beam by increasing or decreasing the current value of the alignment coil unit 140 to maximize the tube current of the X-ray tube 1. The maintenance staff confirms that the beam axis of the electron beam is properly aligned from the intensity of the X-rays detected by the imaging device 3 (S507).
또, 교환된 필라멘트(110) 또는 타겟(150)의 위치가 빗나감으로 인해 전자 빔의 초점이 넓어지는 경우가 있지만, 다음 처리에 의하여 초점 직경이 최소화된다. X선 검사 장치(4)의 사용자가 상기 초기 화상을 촬상할 때와 동일한 위치에 슬릿판(5)을 세팅한 후 이것을 촬상한다(S509). 여기에서 얻어진 슬릿판(5)의 화상(테스트 화상)은 X선관 제어기(2)의 통신부(24)에 의하여 X선관 조정 장치(7)의 취득부(74)로 송신된다.In addition, although the focal point of the electron beam is widened due to the deviation of the position of the exchanged filament 110 or the target 150, the focal diameter is minimized by the following processing. The user of the X-ray inspection apparatus 4 sets the slit plate 5 at the same position as when the initial image is picked up and then picks it up (S509). The image (test image) of the slit board 5 obtained here is transmitted to the acquisition part 74 of the X-ray tube adjustment apparatus 7 by the communication part 24 of the X-ray tube controller 2.
X선관 조정 장치(7)의 취득부(74)가 테스트 화상을 취득하면, 제시부(76)가 격납부(72)에 격납되어 있는 초기 화상과 초기 화상의 휘도를 나타내는 화상 및 테스트 화상과 테스트 화상의 휘도를 나타내는 화상을 동시에(비교 가능한 상태로)제시한다(S511). 도 4a 는 제시부(76)에 의하여 제시된 초기 화상과 초기 화상의 휘도를 나타내는 화상을 나타낸다. 도 4b 는 테스트 화상과 테스트 화상의 휘도를 나타내는 화상을 나타낸다. 도 4a 에서, a1부는 초기 화상(슬릿부분의 길이 방향에 대하여 수직인 방향을 x 방향으로 하고, 슬릿부분의 길이 방향을 y 방향이라고 함)을 나타내며, a2부는 초기 화상의 중심을 통과해 x 방향에 평행한 선(4a 선)에 있어서의 휘도를 나타낸다. 초기 화상에는, 중앙부에, 슬릿(54)에 상당하는 슬릿부(764a) 및 잔여 영역(56)에 상당하는 잔여 영역부(주변부: 766a)가 나타난다. a2부에서는, 중앙부에, 슬릿부(764a)에 대응하는 휘도가 높은 부분과 잔여 영역부(766a)에 대응하는 휘도가 낮은 부분이 나타난다.When the acquisition part 74 of the X-ray tube adjustment apparatus 7 acquires a test image, the presentation part 76 shows the image which shows the brightness | luminance of the initial image and initial image stored in the storage part 72, and a test image and a test image The image which shows the brightness | luminance of is simultaneously presented (in a comparable state) (S511). 4A shows an initial image presented by the presentation unit 76 and an image representing the luminance of the initial image. 4B shows an image representing the test image and the luminance of the test image. In Fig. 4A, part a 1 denotes an initial image (the direction perpendicular to the longitudinal direction of the slit portion is referred to as the x direction, and the length direction of the slit portion is referred to as the y direction), and a part 2 passes through the center of the initial image. The brightness | luminance in the line 4a line parallel to x direction is shown. In the initial image, a slit portion 764a corresponding to the slit 54 and a remaining region portion (peripheral portion 766a) corresponding to the remaining region 56 appear in the central portion. In a second part, when the brightness is low in the portion corresponding to the central portion, the slit portion (764a) is a high luminance portion and a remaining area part (766a) corresponding to.
도 4b 에서, b1부는 테스트 화상을 나타내고, b2부는 테스트 화상의 중심을 통과해 x 방향에 평행한 선(4b 선)에 있어서의 휘도를 나타낸다. b1부 및 b2부에 나타나는 화상은, a1부 및 a2부에 나타나는 화상과 동일한 것이지만, 슬릿부와 잔여 영역부와의 콘트라스트는 a1부 및 a2부에 나타난 것보다도 작게 된다. 즉, b2부에 있어서 슬릿부(764b)에 대응하는 가장 높은 휘도와 잔여 영역부(766b)에 대응하는 낮은 휘도와의 차이 Δb 는, a2부에 있어서 슬릿부(764a)에 대응하는 가장 높은 휘도와 잔여 영역부(766a)에 대응하는 낮은 휘도와의 차이 Δa 에 비해 작아진다. 초기 화상이 촬상될 때에는 X선관(1)에 있어서 전자 빔의 초점이 최적 레벨로 잡혀 있기 때문에, 슬릿부(764a: 명부)와 잔여 영역부(766a: 암부)와의 윤곽이 명확하게 된다. 이에 대해, 테스트 화상이 촬상될 때에는 X선관(1)에 있어서 전자 빔의 초점이 넓어져 있기 때문에, 명부의 주위에 반그림자가 생긴다. 그 때문에, 슬릿부(764b: 명부)와 잔여 영역부(766b: 암부)와의 윤곽이 불명확하게 되어, 슬릿부(764b)의 휘도는 상대적으로 낮아지고, 잔여 영역부(766b)의 휘도는 상대적으로 높아진다.In Figure 4b, b 1 unit represents the test image, b 2 portion passes through the center of the test image indicates the luminance in one line (4b line) parallel to the x direction. The images shown in the b 1 part and the b 2 part are the same as the images shown in the a 1 part and the a 2 part, but the contrast between the slit part and the remaining area part is smaller than that shown in the a 1 part and the a 2 part. That is, the difference Δb between the highest luminance corresponding to the slit portion 764b and the lower luminance corresponding to the residual region portion 766b in the b 2 portion is the most corresponding to the slit portion 764a in the a 2 portion. It becomes smaller than the difference Δa between the high luminance and the low luminance corresponding to the remaining region portion 766a. When the initial image is imaged, since the electron beam is focused at the optimum level in the X-ray tube 1, the outline of the slit portion 764a (row) and the remaining area portion 766a (dark portion) becomes clear. On the other hand, when the test image is imaged, since the focal point of the electron beam is widened in the X-ray tube 1, anti-shadows appear around the wrist. Therefore, the outline of the slit portion 764b (the roll) and the remaining region portion 766b (the dark portion) becomes unclear, so that the luminance of the slit portion 764b is relatively low, and the luminance of the residual region portion 766b is relatively the same. Increases.
X선관 조정 장치(7)에서는, 제시부(76)에 의하여, 상기 언급한 초기 화상과 초기 화상의 휘도를 나타내는 화상 및 테스트 화상과 테스트 화상의 휘도를 나타내는 화상이 동시에(비교 가능한 상태로) 제시되기 때문에, 초기 화상에 있어서 슬릿부(764a)와 잔여 영역부(766a)와의 콘트라스트 및 테스트 화상에 있어서 슬릿부(764b)와 잔여 영역부(766b)와의 콘트라스트를 비교할 수 있고, 양자의 콘트라스트의 차이로부터, 초점 직경의 조정 시(테스트 화상이 촬상될 때)의 초점이, X선관(1)의 출하(出荷) 시(초점 직경이 초기 관전압의 아래에서 최적치가 되도록 포커스 코일부(145)의 전류치가 설정되어 있을 때)의 초점에 비해, 어느 정도 넓어져 있는지를 알 수 있다. 또한, 콘트라스트의 비교, 즉 Δa 와 Δb 의 차이로부터 초점 직경을 최적치로 하기 위한 포커스 코일부(145)의 전류치를 산출할 수 있고, 자동 포커스 조정도 가능해진다.In the X-ray tube adjusting device 7, the presentation unit 76 simultaneously presents (in a comparable state) an image indicating the luminance of the initial image and the initial image and an image representing the luminance of the test image and the test image. Therefore, the contrast between the slit portion 764a and the remaining region portion 766a in the initial image and the contrast between the slit portion 764b and the residual region portion 766b in the test image can be compared. The current value of the focus coil unit 145 is adjusted so that the focal point at the time of adjusting the focal diameter (when the test image is captured) is the optimal value at the time of shipment of the X-ray tube 1 (focal diameter is below the initial tube voltage). It can be seen how wide it is compared to the focal point (when set). In addition, the current value of the focus coil unit 145 for optimizing the focal diameter can be calculated from the comparison of contrast, that is, the difference between Δa and Δb, and automatic focus adjustment is also possible.
조작부(78)에 의하여, 포커스 코일부(145)의 전류치가 상기와 같이 얻은 초점 직경을 최적치로 하기 위한 전류치로 되도록 조정된다(S513).The operating unit 78 adjusts the current value of the focus coil unit 145 to be a current value for optimizing the focal diameter obtained as described above (S513).
X선관(1)의 관전압이 변경될 때에도 타겟(150)에 있어서 전자 빔의 초점이넓어지는 경우가 있다. 이 경우에도, 초기 화상에 있어서 슬릿부(764a)와 잔여 영역부(766a)와의 콘트라스트 및 테스트 화상에 있어서 슬릿부(764b)와 잔여 영역부(766b)와의 콘트라스트를 비교함으로써, 최적 초점 직경으로 조정하기 위한 포커스 코일부(145)의 전류치를 알 수 있다. 단, 관전압이 변경됨으로써 조사되는 X선의 강도가 변하기 때문에, 이것이 테스트 화상에 있어서 슬릿부(764b)와 잔여 영역부(766b)와의 콘트라스트에 주는 영향을 고려할 필요가 있다.Even when the tube voltage of the X-ray tube 1 changes, the focus of the electron beam may widen in the target 150. Also in this case, the contrast is adjusted to the optimum focal diameter by comparing the contrast between the slit portion 764a and the remaining region portion 766a in the initial image and the contrast between the slit portion 764b and the residual region portion 766b in the test image. The current value of the focus coil unit 145 can be known. However, since the intensity of X-rays irradiated changes as the tube voltage is changed, it is necessary to consider the effect that this has on the contrast between the slit portion 764b and the remaining region portion 766b in the test image.
다음으로, 본 실시형태의 X선관 조정 시스템의 효과를 설명한다. 상기와 같이, X선관 조정 장치(7)의 제시부(76)가 초기 화상에 있어서 슬릿부(764a)와 잔여 영역부(766a)와의 콘트라스트 및 테스트 화상에 있어서 슬릿부(764b)와 잔여 영역부(766b)와의 콘트라스트를 비교 가능한 상태로 제시하기 때문에, 보수원은 사용자 쪽으로 가지 않아도, 제시부(76)에 의하여 제시된 정보로부터, 초점이 최적 레벨로 잡힌 초점보다 어느 정도 넓어져 있는지를 용이하게 알 수 있고, 나아가서는 최적 초점 직경을 실현하기 위해 조정해야 할 포커스 코일부(145)의 전류치를 알 수 있다. 또, 보수원은, 사용자 쪽으로 가지 않더라도, X선관 조정 장치(7)의 조작부(78)를 이용하여 원격 조작으로 포커스 코일부(145)의 전류치를 조정할 수 있다. 그 결과, 적은 노력으로 포커스 코일부(145)를 조정할 수 있다.Next, the effect of the X-ray tube adjustment system of this embodiment is demonstrated. As described above, the presentation portion 76 of the X-ray tube adjusting device 7 has a contrast between the slit portion 764a and the remaining region portion 766a in the initial image, and the slit portion 764b and the residual region portion in the test image. Since the contrast with 766b) is presented in a comparable state, the maintenance worker can easily know from the information presented by the presentation unit 76 how far the focus is wider than the focus set at the optimum level without going to the user side. Furthermore, the current value of the focus coil unit 145 to be adjusted to realize the optimum focal diameter can be known. In addition, the maintenance staff can adjust the current value of the focus coil unit 145 by remote operation using the operation unit 78 of the X-ray tube adjusting device 7 even without going to the user. As a result, the focus coil unit 145 can be adjusted with little effort.
제 2 실시형태2nd Embodiment
도 6 은 제 2 실시형태의 X선관 조정 시스템을 설명하는 도면이다. 제 2 실시형태에서는, 보수원이 X선관(1)의 설치 장소로 가서 필라멘트의 교환으로부터 포커스 조정까지의 처리를 행한다. 보수 관리 업자가 사용자로부터 필라멘트 교환의의뢰를 받으면, 보수원이 노트북 컴퓨터(8)를 휴대하여 X선관(1)의 설치 장소로 간다. 보수원은, 상기 S501 내지 S507 과 동일한 처리를 행한 후, 노트북 컴퓨터(8)를 X선관 조정 장치(7)에 접속하여, X선관(1)의 식별 정보를 송신한다. X선관 조정 장치(7)는, X선관(1)의 식별 정보와 연관되어 격납되어 있는 초기 화상을 격납부(72)로부터 취출하여 노트북 컴퓨터(8)로 다운로드한다. 이어서, 보수원은 노트북 컴퓨터(8)를 X선관 제어기(2)에 접속한다. 보수원은 노트북 컴퓨터(8)의 화면에 초기 화상과 테스트 화상 및 양자의 휘도 정보를 제시시켜 상기 S501 내지 S507 과 동일한 처리를 행한다.It is a figure explaining the X-ray tube adjustment system of 2nd Embodiment. In the second embodiment, the maintenance worker goes to the installation place of the X-ray tube 1 and performs processing from the exchange of the filament to the focus adjustment. When the maintenance manager receives a request for filament exchange from the user, the maintenance worker carries the notebook computer 8 to the installation site of the X-ray tube 1. After performing the same process as said S501-S507, the maintenance worker connects the notebook computer 8 to the X-ray tube adjustment apparatus 7, and transmits the identification information of the X-ray tube 1. The X-ray tube adjusting device 7 extracts an initial image stored in association with the identification information of the X-ray tube 1 from the storage unit 72 and downloads it to the notebook computer 8. The maintenance worker then connects the notebook computer 8 to the X-ray tube controller 2. The maintenance staff presents the initial image, the test image, and both luminance information on the screen of the notebook computer 8, and performs the same processing as in S501 to S507.
본 발명의 X선관 조정 장치, X선관 조정 시스템 및 X선관 조정 방법은, 예를 들면 의료용 X선 발생 장치의 조정에 적용 가능하다.The X-ray tube adjusting apparatus, X-ray tube adjusting system, and X-ray tube adjusting method of the present invention are applicable to, for example, adjustment of a medical X-ray generating apparatus.
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